利用谷歌卫星影像图制作一定精度地形图的方法摘要：阐述谷歌卫星影像图采用的wgs84 坐标系统，分析利用谷歌影像图制作一定精度地图的方法，结合实例验证方法的可行性，并进行精度估算。

关键词： wgs84坐标系；cgcs2000 坐标系；地面特征点；图像校正；线性变换
1.概述
随着卫星遥感技术、互联网技术的日新月异，提供高分辨率的卫星影像图成为可能。

作为民用的免费卫星影像清晰度也逐渐提高，例如谷歌卫星地图、中国天地图等。

而传统地图的制作，不仅制作周期长、现势性较差，而且作为国家重要基础地理信息数据，必须通过申请缴费才能获得。

如何利用现有的免费卫星影像图制作高清晰度的、现势性强的有较高坐标精度的地图，更快捷、更实用的满足野外踏勘工区、勘察、地质、旅游探险等各行各业的需要？本文将针对谷歌影像地图进行可行性分析，研究获得高精度地图坐标的具体操作方法，并进行精度验证。

2．获得清晰影像地图的理论分析
1) 常见的几种大地坐标系统之间的关系
wgs-84坐标系（world geodetic system一1984 coordinate system）一种国际上采用的地心坐标系。

坐标原点为地球质心，其地心空间直角坐标系的z 轴指向bih （国际时间）1984.o定义的协议地球极（ctp)方向，x轴指向bih 1984.0的零子午面和ctp赤
道的交点，y 轴与z 轴、x轴垂直构成右手坐标系，称为1984年世界大地坐标系统。

我国先后主要采用三种大地坐标系统，1954北京坐标系，1980西安坐标系，cgcs2000国家坐标系。

三种大地坐标系分属于不同的椭球体系，拥有不同的椭球参数，在我国各个历史发展阶段均发挥着巨大的作用。

因cgcs2000 国家坐标系与wgs-84 坐标系有很多相同椭球参数，两者进行转换过程较为简单且误差相对较小（纬度、大地高最大误差均为0.105mm经度相同），故本文假定wgs84坐标系与cgcs2000坐标系等价。

2) 影像畸变
遥感影像变形的原因:①遥感平台位置和运动状态变化的影响：航高、航速、俯仰、翻滚、偏航。

②地形起伏的影响：产生像点位移。

③地球表面曲率的影响：一是像点位置的移动；二是像元对应于地面宽度不等，距星下点愈远畸变愈大，对应地面长度越长。

④大气折射的影响：产生像点位移。

⑤地球自转的影响：产生影像偏离。

如果不作几何校正，遥感图像则有在几何位置上发生变化，产生诸如行列不均匀，像元大小与地面大小对应不准确，地物形状不规则变化等。

有时根据遥感平台的各种参数已做过一次校正，但仍不能满足要求，就需要作遥感影响相对于地面坐标、地图投影坐标系统的配准校正，以及不同类型或不同时相的遥感影响之间的几何配准复合分析，以得到比较精确的结果。

本文讨论内容是对影像直接进行投影校正，然后实测地面点在cgcs2000坐标系下的坐标，
求得影像图在没有地面控制点校正的情况下的精度。

3) 影像特征点的选择与标记
在准备下载的卫星影像区域内均匀选择一些特征点，例如易分辨、特征非常明显的特征点，比如道路交叉口、河流交叉或分叉处等；另外图像的边缘部分一定有一定数量的控制点，以避免误差的外推。

利用前面所述的七参数法或四参数法计算所有特征点在cgcs2000坐标系下的坐标，利用这些特征点对整幅影像进行图像校正，校正整幅图像为相应坐标系统下的坐标。

4) 影像地理坐标系统分析
谷歌卫星影像采用wgs-84大地坐标系统，特征点显示坐标为经纬度格式，需要进行高斯投影正算，得到特征点在cgcs2000坐标系下的平面直角坐标。

利用线性变换法进行图像特征点校正，至少需要四个特征点进行图像校正。

利用三次线性变换进行图像特征点校正，至少需要八个特征点进行图像校正。

5) 影像平面直角坐标系的建立
3．获取、校正影像图片采用的软件
南方平差易高斯投影软件；
getscreen截屏软件；
photoshop图像处理软件；
南方cass7.0或者mapgis软件；
4．实例检验及精度分析
以山东东营广饶县西刘桥乡一勘查工区（200平方公里）为例，主要操作流程为：
1) 在谷歌地图上选定工作区域，并标记外业实测特征点精确位置，同时利用南方平差易软件计算谷歌地图上量取的特征点的平面直角坐标；
2）利用谷歌截图软件getscreen 对选定工作区进行截图，把下载下的jpeg 格式的图像在photoshop软件中合并成一幅完整图像；
3）在mapgis 软件或南方cass7.0 软件中利用图像校正功能对图像进行投影校正，实例以t1、t2、t3、t4 点为校正点进行校正，从下表中可以看出，j1-j6 经过投影校正后与理论计算值误差在1m以内；
4）根据野外获得的高精度实测特征点坐标对图像进行第二次校正：图像地面控制点校正，经过对比发现：经过地面控制点校正的图像监测点坐标误差最大1.074m，未经过地面控制点校正的图像监测点坐标误差平均在3～5m 之间，可以很明显看出经过地面控制点校正的图像精度高于未经过地面控制点校正的图像精度，但面积在200km_，误差平均在3～5m的图像用于野外地质工作、旅游探险、手持gps导航地图已是相当方便实用。

5.结论
1) 实例工区平均海拔较低，地势较为平坦，影像变形受地形影响相对较小，其他区域图像
校正精度会有所出入。

2) 随着谷歌发布的免费卫星图像空间分辨率越来越高，再结合民用gps手持机获取分米级
地面控制点坐标的成果，相信通过免费卫星影像图制作亚米级精度的实用地图的方法会越来
越受到更多人的关注。

注：文章内所有公式及图表请用pdf形式查看。